DE3587293T2

DE3587293T2 - Elektronische Diebstahl-Warneinrichtung.

Info

Publication number: DE3587293T2
Application number: DE87112111T
Authority: DE
Inventors: Peter Anthony Pokalsky
Original assignee: Knogo Corp
Current assignee: Sensormatic Electronics Corp
Priority date: 1984-03-16
Filing date: 1985-01-25
Publication date: 1993-11-25
Anticipated expiration: 2005-01-26
Also published as: BR8500887A; AU561159B2; EP0317651A2; ZA85642B; DK176891D0; DK105585A; EP0317651A3; EP0157095B1; DE3587293D1; DK176891A; CA1234418A; EP0157095A1; DE3573337D1; EP0317651B1; DK105585D0; JPS60217496A; US4642613A; JPH0255833B2; AU3826885A; AU587311B2

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Artikel-Diebstahlerfassung und betrifft ins besondere eine neue Einrichtung zur elektronischen Erfassung des Passierens geschützter Artikel durch eine Abfragezone, wie dem Ausgang aus einem Laden oder einem anderen geschützten Bereich.

Beschreibung des Standes der Technik

In der US-A-3 740 742 ist eine Einrichtung zur Erfassung des Passierens einer elektronischen Resonanz-Antwortschaltung durch einen Durchgang in einem Laden beschrieben, den Kunden passieren müssen. Platten oder Spulen sind längs des Durchgangs vor gesehen und werden dann mit Impulsen gespeist, um in dem Gang scharfe elektrostatische oder elektromagnetische Impulse zu erzeugen. Diese Impulse veranlassen die elektrischen Resonanz-Antwortschaltungen, welche an den geschützten Artikeln angebracht sind, die durch den Durchgang getragen werden, während einer Dauer auf den jeweiligen Impuls hin in Resonanz zu gelangen. Ein Empfänger ist dabei vorgesehen, um die von den Resonanz- Antwortschaltungen herrührende Strahlung zu ermitteln, und der Empfänger wird getastet, um Signale erst nach Beendigung des Speisungs- bzw. Erregungsimpulses zu ermitteln.
Andere Einrichtungen, welche elektrische Resonanz-Antwortschaltungen dadurch ermitteln, daß Impulse erzeugt werden und die von den Resonanzschaltungen her resultierende Strahlung überwacht wird, sind in US-A-2 812 427, US-A-2 899 546, US-A-2 958 781, US-A-3 117 277, US-A-3 218 638, US-A-3 299 424, US-A-3 363 246, US-A-3 363 247, US-A-3 373 425, US-A-3 440 633 und US-A-3 740 742 veranschaulicht und beschrieben.
Ähnliche Erfassungstechniken bezüglich Resonanz-Anwortschaltungen, die bei der medizinischen Diagnose angewandt sind, sind in der GB-A-906 006 und in Veröffentlichungen unter dem Titel "Medical Electronics: The Pill that "Talks"" von H.E. Haynes und A.L. Witchey, Seiten 52 bis 54 in "RCA Engineer", Vol. 5, No. 5, Februar-März 1960 und unter dem Titel "Telemetering of Intraenteric Pressure in Man by an Externally Energized Wireless Capsule" von John T. Farrar, Carl Berkley und Vladimir K. Zworykin, Seite 1824, in "Science", Vol. 131, 17. Juni 1960 beschrieben.
Darüber hinaus ist in der US-A-4 476 459 eine impulsweise arbeitende Erfassungsanordnung beschrieben, bei der das charakteristische Abklingen des Signals von der Resonanz- Anwortschaltung überwacht und dazu herangezogen wird, die Schaltung von anderen Energiequellen zu unterscheiden, die Signale derselben Frequenz erzeugen können.
Bei sämtlichen vorstehend erwähnten impulsweise arbeitenden Erfassungsanordnungen werden die Impulse der elektromagnetischen Energie entweder durch Ein- und Ausschalten eines Oszillators oder dadurch erzeugt, daß ein plötzlicher Stromfluß durch eine Sendeantennenspule oder durch ein Paar von elektrostatischen Antennenplatten hervorgerufen wird. Die Oszillatoren verwendenden Vorrichtungen schließen üblicherweise einen abgestimmten Sendeantennenkreis mit einem Q-Wert ein, der nennenswert niedriger ist als der der Resonanz-Antwortschaltungen. Diese Vorrichtungen sind kompliziert und teuer. Sie benötigen außerdem relativ lange Impulsintervalle, weshalb die zur Überwachung der abklingenden Resonanz der Anwortschaltungen zur Verfügung stehende Zeitspanne begrenzt ist. Die Einrichtungen, die einen plötzlichen Stromfluß durch eine Spule oder ein Paar von Platten hervorrufen, weisen den Vorteil der Einfachheit und Wirtschaftlichkeit auf. Außerdem können diese Einrichtungen einen Abfrageimpuls erzeugen, der eine kürzere Dauer hat als eine Periode der Antwortschaltungs-Resonanzfrequenz, so daß eine maximale Zeit zur Anwortüberwachung zur Verfügung steht. Das Frequenzspektrum des Abfrageimpulses ist jedoch ziemlich breit, und eine große Energiemenge wird durch die Erzeugung nicht genutzter Frequenzkomponenten verbraucht.
Bekannte Antwort-Erfassungsanordnungen verwenden außerdem entweder eine gemeinsame Antenne sowohl für die Erzeugung des impulsweisen elektromagnetischen Feldes als auch für den Empfang der Resonanzkreis-Antworten, oder sie verwenden gesonderte Sende- und Empfangsantennen. Während die gemeinsame Antenne den Vorteil mit sich bringt, relativ einfach und kompakt zu sein, werden gesonderte Sende- und Empfangsantennen deshalb bevorzugt, weil die Sendeantenne in Form einer einfachen Schleifenspule sein sollte, um die Impulsenergie durch den Abfragebereich zu maximieren, während die Empfangsantenne in Form von Doppel-Löschspulen sein sollte, um gegen Störstrahlung von fern liegenden Quellen zu schützen. Gesonderte Sende- und Empfangsantennen sind üblicherweise auf gegenüberliegenden Seiten eines Durchgangs angeordnet, obwohl vorgeschlagen worden ist, beispielsweise in FR-A-763 681 sowie US-A-3 169 242 und US-A-3 765 007, sie nebeneinander vorzusehen. Eine derartige Anordnung erfordert jedoch eine komplizierte und aufwendige Tragstruktur. Es ist auch schon bekannt, selbsttragende Antennen in Form von Metallrohren oder -bändern vorzusehen,
wie dies beispielsweise in der US-A-4 384 281, US-A-3 820 103 und US-A-3 820 104 sowie in GB-A-1 085 704 gezeigt ist; es ist ferner vorgeschlagen worden, eine Antenne innerhalb eines Metallrohres anzuordnen, wie dies beispielsweise in der US-A-4 251 808 veranschaulicht ist. Keine dieser Anordnungen gestattet jedoch die effektive integrale Anbringung eines gesonderten Senders und von Antennen in einer einfachen Struktur.

Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung neue Anordnungen zur Anbringung der gesonderten Sende- und Empfangsantennen einer elektronischen Artikel-Überwachungseinrichtung in einer solchen Art, daß die Antennen in einer selbsttragenden Art und Weise zusammengehalten werden, ohne daß irgendeine externe Tragkonstruktion benötigt wird.
Gemäß diesem Aspekt ist eine elektronische Überwachungseinrichtung zur Ermittelung der nicht autorisierten Bewegung geschützter Artikel durch einen Durchgang geschaffen mit einem Sender für die Erzeugung elektromagnetischer Wellen in dem Durchgang, mit elektronischen Anwortschaltungen, die so aufgebaut und angeordnet sind, daß sie an geschützten Artikeln anzubringen sind und charakteristische Störungen der elektromagnetischen Wellen hervorrufen, wenn einer der Artikel in dem Durchgang vorhanden ist, mit einem Empfänger, der so aufgebaut und angeordnet ist, daß er das Auftreten der charakteristischen Störung ermittelt und daraufhin einen Alarm erzeugt, mit einer Sendeantenne, die mit dem Sender verbunden ist, und mit einer Empfangsantenne, die mit dem Empfänger verbunden ist. Eine der Antennen umfaßt eine Schleife aus einem elektrisch leitenden, nicht magnetischen, selbsttragenden Material, und die andere Antenne umfaßt eine elektrisch leitende Drahtschleife, die durch das selbsttragende Material getragen ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die aus dem selbsttragenden Material gebildete Antenne ein hohles Rohrelement, und die andere Antenne verläuft innerhalb des Rohres und wird von dem hohlen Element getragen.
Gemäß einem anderen Aspekt sind durch die vorliegende Erfindung neue Anordnungen zur Erzeugung von Bursts aus elektromagnetischer Wellenenergie in einem Durchgang oder einer anderen Abfragezone geschaffen, durch die von geschützter Ware getragene Resonanz-Antwortschaltungen beim Verlassen eines geschützten Bereiches hindurchgelangen müssen. Diese neuen Anordnungen sind im Aufbau einfach und wirtschaftlich, und zugleich halten sie die Bursts der elektromagnetischen Wellenenergie innerhalb eines sehr schmalen Frequenzspektrums in der Nähe der Resonanzfrequenz der Antwortschaltungen lediglich während einer Dauer, die lang genug ist, um Maximal-Resonanz der Antwortschaltungen hervorzurufen.
Gemäß diesem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine elektronische Artikel-Überwachungseinrichtung zur Ermittlung der nicht autorisierten Bewegung von Artikeln durch einen Durchgang geschaffen, mit einem Sender für die Erzeugung von aufeinanderfolgenden Bursts elektromagnetischer Wellenenergie bei einer bestimmten Frequenz in dem Durchgang. Antwort-Elemente sind dabei so konstruiert und angeordnet, daß sie an Artikeln zu befestigen sind, die durch den Durchgang hindurchgeführt werden können. Diese Antwortelemente enthalten elektrische Resonanz-Antwortschaltungen, die so abgestimmt sind, daß sie bei der bestimmten Frequenz in Resonanz sind. Ein Empfänger ist so positioniert und ausgelegt, daß er auf die elektromagnetische Wellenenergie bei der bestimmten Frequenz anspricht, die in dem Durchgang in den Intervallen zwischen aufeinanderfolgenden Bursts von dem Sender her auftritt. Der Sender weist einen Resonanz-Antennenkreis auf, der eine Schleife aus elektrisch leitendem Material und einen mit der Schleife verbundenen Kondensator umfaßt. Die Antennenschleife und der Kondensator sind so abgestimmt, daß die Resonanz bei der bestimmten Resonanzfrequenz der Resonanz-Antwortschaltungen erfolgt. Der Q-Wert des Resonanz-Antennenkreises ist nennenswert niedriger als der Q-Wert der Resonanz-Antwortschaltungen. Ein Impulsgenerator ist dabei so geschaltet, daß er an den Resonanz-Antennenkreis Spannungsimpulse mit einer Dauer abgibt, die geringer ist als eine Periode der bestimmten Frequenz, um den Resonanz-Antennenkreis in einer abklingenden Weise über eine Anzahl von Perioden bei der bestimmten Frequenz in Resonanz zu bringen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter ins einzelne gehend erläutert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist zum Zwecke der Beschreibung und Darstellung gewählt worden und in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht; in den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei Anbringung am Ausgangstorweg eines Ladens veranschaulicht ist;
Fig. 2 eine Perspektivansicht eines Antwortelements sowie die schematische Darstellung einer einen Teil der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bildenden Resonanz- Antwortschaltung;
Fig. 3 eine vergrößerte Frontansicht, zum Teil geschnitten, zur Veranschaulichung einer Rahmen- und Antennenanordnung für die Ausführungsform gemäß Fig. 1;
Fig. 4 eine Seitenansicht der Rahmen- und Antennenanordnung gemäß Fig. 3;
Fig. 5 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung der Antennen-Verdrahtungsanordnung für die Ausführungsform gemäß Fig. 1;
Fig. 6 ein Blockdiagramm der Ausführungsform gemäß Fig. 1;
Fig. 7 eine Reihe von Impulsverläufen, die für das Verständnis der Arbeitsweise der im Blockdiagramm gemäß Fig. 6 gezeigten Anordnung von Nutzen sind;
Fig. 8 eine detaillierte schematische Darstellung des Sendeteiles des Blockdiagramms gemäß Fig. 6;
Fig. 9 eine Reihe von Impuls- bzw. Signalverläufen, die für das Verständnis der Arbeitsweise der in Fig. 8 schematisch dargestellten Anordnung von Nutzen sind.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform In Fig. 1 ist der Innenraum des geschützten Bereiches, wie der Innenraum eines Ladens, gezeigt, in welchem Waren, wie Kleidungsstücke 10 ausgestellt sind. Die Kleidungsstükke 10 weisen Resonanz-Antwortelemente 12 auf, die an ihnen befestigt sind. Diese Antwortelemente können die Form von Etiketten oder Anhängern aufweisen, und sie weisen in sich die elektronischen Resonanzschaltungen eingebettet auf, die mit einem elektromagnetischen Abfragefeld zusammenwirken und dieses in einer charakteristischen Weise stören. Die Antwortelemente 12 sind an den Kleidungsstücken 10 mit Hilfe spezieller Befestigungsglieder derart angebracht, daß sie nicht ohne ein spezielles Werkzeug, welches im Besitz einer Verkaufsperson an einem Verkaufs-Ladentisch ist, entfernt werden können.
Eine die Erfindung verkörpernde elektronische Überwachungseinrichtung 14 ist an einer Tür 16 angebracht, die aus dem geschützten Bereich herausführt. Wenn ein Kunde 18 den geschützten Bereich verläßt, muß er oder sie die Tür 16 öffnen und die Überwachungseinrichtung 14 sehr nahe passieren.
Die Überwachungs- bzw. Kontrolleinrichtung 14 erzeugt ein elektromagnetisches Abfragefeld in Form einer Reihe von Energiebursts. Jeder Burst umfaßt eine Anzahl von Perioden, zum Beispiel drei bis fünf, der elektromagnetischen Energie bei einer bestimmten Frequenz von beispielsweise 3,25 MHz. Jeder Burst hat eine Dauer von 0,9 bis 1,5 usec, und die Bursts selbst treten mit einer Rate von 20 kHz auf und sind um etwa 50 usec voneinander entfernt. Die gewählten Frequenzen sind für diese Erfindung nicht kritisch.
Nunmehr sei auf Fig. 2 übergegangen, aus der ersichtlich ist, daß das Antwortelement 12 eine Plastikscheibe 20 umfaßt, in der eine Spule 22 und ein damit verbundener Kondensator 24 eingebettet sind, um einen Resonanzkreis zu bilden, der so abgestimmt ist, daß er bei der Frequenz des elektromagnetischen Abfragefeldes von beispielsweise 3,25 MHz in Resonanz ist. In der Scheibe 20 ist ein Sicherungskörper 26 gebildet, welcher einen Sicherungsmechanismus umgibt, durch den die betreffende Scheibe an Warenartikeln sicher befestigt ist. Die spezielle Konstruktion des Antwortelements und des Sicherungskörpers ist für die Erfindung nicht kritisch; Beispiele derartiger Vorrichtungen sind in US-A-4 187 509 und US-A-3 911 534 veranschaulicht.
Wenn ein Kunde 18 ein Kleidungsstück 10, an dem ein Antwortelement 12 angebracht ist, an der Tür 16 vorbeiträgt, gelangt der durch die Spule 22 und den Kondensator 24 gebildete Resonanzkreis in das elektromagnetische Abfragefeld, welches durch die an der Tür angebrachte elektronische Überwachungseinrichtung 14 erzeugt wird; jeder Burst des elektromagnetischen Abfragefeldes führt den Resonanzkreis in dem Antwortelement 12 in Resonanz. Der Q-Wert des Resonanzkreises, der in typischer Weise im Bereich von 80 bis 105 liegt, ist hoch genug, so daß die Schaltungen fortgesetzt während einer Zeitspanne nach Abklingen des Bursts in Resonanz sind. Während dieser Zeit erzeugt die Antwortschaltung selbst ein feststellbares elektromagnetisches Feld bei dessen Resonanzfrequenz.
Wie aus Fig. 1 ersehen werden kann, umfaßt die elektronische Überwachungseinrichtung 14 ein behälterartiges Gehäuse 30, von dem eine rohrartige Sendeantenne 32 absteht. Ein Lautsprecher 34 in dem Gehäuse gibt einen akustischen Alarm ab, wenn ein Resonanz-Antwortelement ermittelt wird. Visuelle Alarme können ebenfalls vorgesehen sein.
Nunmehr sei auf Fig. 3 bis 5 Bezug genommen, aus denen ersichtlich ist, daß ein Sender 36 und ein Empfänger 38 innerhalb des Gehäuses 30 angeordnet sind. Es dürfte einzusehen sein, daß der Sender 36 und der Empfänger 38 lediglich symbolisch in Fig. 5 dargestellt sind und daß die tatsächlichen elektrischen Komponenten dieser Einrichtungen nicht notwendigerweise an verschiedenen Stellen innerhalb des Gehäuses 30 angeordnet sind. Die Sendeantenne 32 verläuft als vertikale Längsschleife, deren unteres Ende sich in die Gehäuseseitenwände 40 und 42 erstreckt. Die Sendeantenne 32 selbst kann aus Aluminium oder einem anderen gut leitenden, nicht magnetischen Material bestehen. Ein Aluminiumrohr mit einem Außendurchmesser von 5/8 Zoll (1,58 cm) und einer Wanddicke von 1/16 Zoll (1,6 mm) wird bevorzugt. Die Sendeantennenschleife weist generell Rechteckkonfiguration auf und ist in vertikaler Richtung länglich ausgebildet. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt die Höhe der vertikalen Schleife 48 Zoll (1,22 m), und ihre Gesamtbreite beträgt 18 Zoll (46 cm). Die rechteckige Antennenschleife wird durch einen mittleren vertikalen Arm 44 aus demselben Material in zwei Hälften geteilt, der mit der Mitte des oberen Bereichs der Schleife verbunden ist und zu einer oberen Wand 46 des Gehäuses 30 hinab verläuft.
Das Gehäuse 30 besteht selbst aus einem Aluminiummaterial und ist etwa 10 Zoll (etwa 25 cm) breit, 14 1/2 Zoll (37 cm) hoch und 1/4 Zoll (6,4 mm) dick. Die Gehäuseseiten- und -deckwände 40, 42 und 46 sind mit elektrisch isolierenden Phenol-Durchgängen 48 dort ausgestattet, wo die Sendeantenne 32 und deren mittlerer vertikaler Arm 44 in das Gehäuse eintreten. Wie dargestellt, endet der mittlere vertikale Arm 44 gerade innerhalb des Gehäuses 30, während die unteren Enden der Antennenschleife über ein rohrförmiges isolierendes Phenol-Abstandsstück 50 innerhalb des Gehäuses miteinander verbunden sind. Es dürfte einzusehen sein, daß die Sendeantenne und das Gehäuse eine einheitliche kompakte und selbsttragende stabile Struktur bilden.
Wie in Fig. 3 und 5 veranschaulicht, ist der Sender 36 über Leitungen 52 und 54 mit den Enden der Sendeantennenschleife an den gegenüberliegenden Enden der isolierenden Abstandsstücke innerhalb des Gehäuses 30 verbunden.
Wie in Fig. 5 gezeigt, erstreckt sich eine isolierte Draht- Empfangsantenne 56 durch die hohle Sendeantenne 32 und das rohrförmige isolierende Abstandsstück 50 in Form einer durchgehenden geschlossenen Schleife. Diese Schleife ist durch einen mittleren vertikalen Teil 56a in zwei Teile aufgeteilt, wobei der betreffende vertikale Teil mit den oberen und unteren Verbindungspunkten 56b und 56c an der Oberseite und Unterseite der Empfangsantennenschleife 56 verbunden ist und dazwischen verläuft. Der obere Teil des mittleren vertikalen Teiles 56a verläuft über den mittleren vertikalen Arm 44 der Sendeantenne 32, und der untere Teil des mittleren vertikalen Teiles 56a verläuft durch eine Öffnung 50a in dem rohrförmigen Isolier-Abstandsstück 50. Der mittlere vertikale Teil 56a der Empfangsantenne ist innerhalb des Gehäuses 30 abgeknickt, und ihre Enden sind über Leitungen 58 und 60 mit dem Empfänger 38 verbunden.
Bei der oben beschriebenen Antennenanordnung dient die Sendeantenne 32 als Einzelwindungsschleife oder -spule. Der mittlere vertikale Arm 44 ist elektrisch innerhalb des Gehäuses 30 nicht angeschlossen und erfüllt daher keine elektrische Funktion. Die Empfangsantenne 56 liegt jedoch vor in Form zweier Einzelwindungs-Kompensationsschleifen. Dies bedeutet, daß von fern liegenden Stellen herrührende elektromagnetische Wellen, die in gleicher Weise auf beide Spulen ausgeübt werden, in den beiden Schleifen gleiche, jedoch entgegengesetzt gerichtete elektrische Ströme hervorrufen, die sich aufheben. In der Nähe der Überwachungseinrichtung 14 ihren Ursprung habende elektromagnetische Wellen rufen jedoch stärkere Auswirkungen in einer Empfangsantennenschleife als in der anderen hervor, so daß dem Empfänger ein endliches elektrisches Signal zugeführt wird.
Es dürfte einzusehen sein, daß die Sendeantenne 32 als Träger und Gehäuse für die Empfangsantenne 56 dient, die nicht starr oder speziell robust ausgebildet zu sein braucht. Darüber hinaus ist die Sendeantenne 32 elektrisch unsichtbar für empfangene elektromagnetische Wellen und stört die Leistung der Empfangsantenne nicht. Somit kombiniert die Erfindung die Kompaktheit und Bequemlichkeit eines Einzel-Antennen-Systems mit der Leistungsfähigkeit eines Zwei-Antennen-Systems.
Die Komponenten des Senders 36 und des Empfängers 38 sind in dem Blockdiagramm gemäß Fig. 6 in weiteren Einzelheiten veranschaulicht. Wie ersehen werden kann, ist eine Takteinrichtung 62 vorgesehen, die mit einem Zähler-Decoder 64 verbunden ist. Die Takteinrichtung 62 erzeugt Impulse mit einer Rate von etwa 100 kHz, die an den Zähler-Decoder 64 abgegeben werden. Der Zähler-Decoder 64 teilt diese Impulse durch acht und erzeugt aufeinanderfolgende Ausgangsimpulse an acht verschiedenen Ausgangsanschlüssen (a), (b), (c), (d), (e), (f), (g) und (h). Die beiden Ausgangsanschlüsse (a) und (e) sind mit einer Impulsformungsschaltung 66 verbunden, die sehr scharfe Spitzenimpulse erzeugt. Diese Spitzenimpulse werden in einem Leistungsverstärker 68 verstärkt und dann an die Sendeantenne 32 abgegeben. Die Sendeantenne wandelt jeden Impuls in eine schnell abklingende Schwingung bei der Resonanzfrequenz der Resonanz-Antwortelemente 12 um. Diese Schwingungen erzeugen entsprechende elektromagnetische Abfragefelder kurzer Dauer, welche elektrische Ströme in dem Resonanzkreis des jeweiligen Antwortelements 12 hervorrufen, welches sich in der Nähe der Sendeantenne befindet. Der Resonanzkreis in dem Antwortelement stört dadurch das elektromagnetische Abfragefeld durch seine eigenen elektromagnetischen Strahlungsfelder bei seiner Resonanzfrequenz. Diese von dem Antwortelement-Resonanzkreis abgestrahlten Felder setzen sich über eine nennenswerte Dauer auf das Abklingen des elektromagnetischen Feldes von der Sendeantenne 32 fort, da der Q-Wert der Antwortelement-Resonanzkreise wesentlich höher ist als der Q-Wert der Sendeantenne. Infolgedessen ruft die fortgesetzte Resonanz der Antwortschaltung nach Abklingen des elektromagnetischen Feldes von der Sendeantenne ein zusätzliches elektromagnetisches Feld hervor, welches von der Empfangsantenne 56 empfangen und in dem Empfänger 56 erfaßt wird.
Die Empfangsantenne 56 ist, wie in Fig. 6 gezeigt, mit einem Bandpaßverstärker 70 veränderbarer Verstärkung verbunden. Durch den betreffenden Verstärker 70 hindurchgelangende Signale werden in einem Detektor 72 mit quadratischer Kennlinie erfaßt und in einem Niederfrequenzverstärker 74 verstärkt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 74 wird in einem Steuerverstärker 76 mit automatischer Verstärkung verstärkt und dann über eine Verstärkungssteuerleitung 78 zur Einstellung der Verstärkung des Bandpaßfilters 70 zurückgekoppelt. Ein weiteres Ausgangssignal des Niederfrequenzverstärkers 74 wird über eine Leitung 80 einem Analog-Schalter 82 zugeführt und von diesem an erste und zweite Akkumulatoren oder Tiefpaßfilter 84 und 86 geleitet.
Vier weitere Ausgangsanschlüsse (c), (d), (g) und (h) des Zähler-Decoders 64 sind mit dem Analog-Schalter 82 verbunden. Die Signale an diesen Anschlüssen bewirken, daß der Schalter 82 Signale von dem Niederfrequenzverstärker 74 zu den ersten und zweiten Akkumulatoren oder Tief paßfiltern 84 und 86 zu bestimmten Zeitpunkten hinleitet. Diese Akkumulatoren oder Filter akkumulieren elektrische Ladungen entsprechend den Signalen von dem Niederfrequenzverstärker 74, die ihnen zugeführt sind, und zwar zu Zeitpunkten, die durch die Signale an den Anschlüssen (c), (d), (g) bzw. (h) des Zähler-Decoders 64 bestimmt sind. Die anderen Ausgangsanschlüsse (b) und (f) des Zähler-Decoders 64 sind nicht mit irgendeiner anderen Schaltung verbunden. Die in den Akkumulatoren oder Filtern 84 und 86 akkumulierten Ladungen werden in einem Spannungskomparator 88 verglichen. Wenn die Spannungsladung im ersten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 84 den akkumulierten Wert im zweiten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 86 um einen bestimmten Betrag (entsprechend einem Wert am Referenzeingang 90) überschreitet, wird von dem Spannungskomparator ein Ausgangssignal erzeugt. Dieses Ausgangssignal wird an eine Alarmschaltung 90 abgegeben, die bewirkt, daß das Ausgangssignal zeitlich gedehnt auftritt. Dieses zeitlich gedehnte Ausgangssignal wird einem Alarmtreiber 94 zugeführt, der eine Alarmeinrichtung 96 aktiviert.
Die Art und Weise, in der die Erfassungseinrichtung arbeitet, um die elektromagnetischen Störungen zu ermitteln, welche durch das Resonanz-Antwortelement 12 hervorgerufen werden, kann aus dem Zeitdiagramm gemäß Fig. 7 ersehen werden. Wie oben ausgeführt, erzeugt die Takteinrichtung 62 Impulse mit einer Rate von etwa 100 kHz. Diese Impulse sind, wie in Fig. 7 durch die Kurve C veranschaulicht, um 10 usec voneinander beabstandet, und sie weisen eine Breite von etwa 3 usec auf. Der Zähler-Decoder 64 erzeugt ein Ausgangssignal aufeinanderfolgend an jedem seiner verschiedenen Ausgänge (a), (b), (c), (d), (e), (f), (g) und (h) während der Zeitspannen bzw. Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen von der Takteinrichtung 62 her. Diese Ausgangsimpulse sind durch die entsprechenden Kurven (a), (b), (c), (d), (e), (f), (g) und (h) in Fig. 7 veranschaulicht.
Die Kurve T gemäß Fig. 7 stellt die Spannung dar, die der Sendeantenne 32 von der Impulsformungsschaltung 66 und dem Leistungsverstärker 68 her zugeführt wird. Dabei ist ersichtlich, daß die Sendeantenne eine hohe und sehr schmale negative Spitzenspannung zu Beginn des jeweiligen Impulses von den Ausgängen (a) und (e) des Zähler-Decoders 40 erhält. Diese negativen Spannungsspitzen betragen vorzugsweise etwa 24 Volt, und sie weisen eine Dauer von weniger als einer halben Periode der Resonanz-Antwortfrequenz, daß heißt 0,154 usec auf. Vorzugsweise weisen die Spannungsspitzen eine Dauer in der Gegend von 0,075 usec auf. Wie nachstehend noch im einzelnen völlig erläutert werden wird, veranlassen diese scharfen negativen Spannungsspitzen die Sendeantenne 32, Abfragebursts in Form von schnell abklingenden elektromagnetischen Feldern in der Nähe der Tür 16 zu erzeugen. Die Abfragebursts sind durch Intervalle entsprechend vier Impulsen von der Takteinrichtung 62 oder um etwa 33 usec getrennt. Falls ein Kleidungsstück 10 mit einem daran angebrachten Resonanz-Antwortelement 12 an der Tür 16 vorbeigetragen wird, wenn diese Abfrageimpulse erzeugt werden, rufen die resultierenden elektromagnetischen Abfragebursts einen Wechselstromfluß in dem Resonanzkreis des Antwortelements hervor. Dieser induzierte Stromfluß in der Resonanz-Antwortschaltung setzt sich fort, nachdem der jeweilige eine kurze Dauer aufweisende Abfrageburst beendet ist. Die Amplitude des Wechselstromflusses in der Resonanz-Antwortschaltung nimmt mit einer Rate ab, die dem Q-Wert der Schaltung entspricht. Der in der Resonanz-Antwortschaltung fließende Strom ruft seinerseits eine entsprechende elektromagnetische Störung in Form eines elektromagnetischen Feldes mit allmählich abnehmender Amplitude in der Nähe des Antwortelementes 12 hervor.
Das durch die Resonanz-Antwortschaltung hervorgerufene allmählich abklingende elektromagnetische Feld ruft einen entsprechenden Stromfluß in der Empfangsantenne 56 hervor. Für die Dauer der Impulse (a) und (b) und der Impulse (e) und (f) von dem Zähler-Decoder 64 her, das heißt für eine Dauer von etwa 20 usec auf den jeweiligen Abfrageburst hin wird jedoch kein Freigabesignal an den Analog-Schalter 82 von dem Zähler-Decoder 64 abgegeben. Infolgedessen gelangt während dieser Zeitintervalle kein empfangenes Signal zu den Tiefpaßfiltern 84 und 86 hin. Dies isoliert in wirksamer Weise den Empfänger gegenüber eine hohe Amplitude aufweisenden Feldern, die durch die Sendeantenne 32 erzeugt werden. Dadurch, daß der Bandpaßverstärker 70 daran gehindert ist, Signale während der 20-usec-Zeitspanne auf den Beginn eines Abfrageimpulses hin durchzulassen, ist sichergestellt, daß keine durch den Sender erzeugte Störung in den Empfänger gelangt.
In Fig. 7 veranschaulicht die Kurve R das in den Empfänger hinein gelangende allmählich abklingende Signal vom Resonanzkreis des Antwortelements 12. Das empfangene Signal wird dem eine quadratische Kennlinie aufweisen den Detektor 72 und dem Niederfrequenzverstärker 74 ermittelt bzw. aufgenommen und dann dem Analog-Schalter 82 zugeführt. Es sei darauf hingewiesen, daß das empfangene Signal sich über den Rest des Intervalls zwischen aufeinanderfolgenden Abfragebursts erstreckt und mit einer exponentiellen Rate abklingt. Diese Charakteristik ist eindeutig für einen Resonanzkreis mit hohem Q-Wert, und sie ist die Charakteristik, die dazu herangezogen wird, die elektrische Störung zu ermitteln, welche durch die Resonanz-Antwortschaltung hervorgerufen wird, und diese von-einem elektrischen Rauschen zu trennen. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Rate des Abklingens des durch die Kurve R gemäß Fig. 7 dargestellten Signals ermittelt, und wenn festgestellt ist, daß sie bei einem bestimmten Wert liegt, das heißt jenem einer Resonanz-Antwortschaltung entspricht, wird ein Alarm aktiviert. Der Wert dieses Abfalls bzw. Abklingens wird dadurch festgestellt, daß das empfangene Signal an unterschiedliche Akkumulatoren oder Tiefpaßfilter 84 und 86 während verschiedener Zeitsegmente innerhalb des jeweiligen Intervalls zwischen aufeinanderfolgenden Abfrageimpulsen abgegeben wird und daß die Amplituden der Signale in den Akkumulatoren oder Filtern 84 und 86 verglichen werden. Wenn die betreffende Differenz einen bestimmten Wert erreicht, wird die Alarmeinrichtung 96 ausgelöst. Die unterschiedlichen Zeitsegmente werden durch den Analog-Schalter 82 festgelegt, der in Abhängigkeit von Signalen von dem Zähler-Decoder 64 her arbeitet, um Signale entsprechend den ermittelten elektromagnetischen Feldern an die Akkumulatoren 84 und 86 zu unterschiedlichen Zeitsegmenten innerhalb des jeweiligen Intervalls hinzuleiten.
Die Kurve F veranschaulicht die Spannungen, die dem Analog- Schalter 82 von den Ausgängen (c) und (d) des Zähler-Decoders 64 her zugeführt werden; die Kurve S veranschaulicht die Spannung, die dem Analog-Schalter 82 von den Ausgängen (g) und (h) des Zähler-Decoders 64 zugeführt wird. Wenn die Ausgangssignale an (c) und (g) positiv sind, leitet der Analog-Schalter 82 das ermittelte Signal von dem Niederfrequenzverstärker zu dem ersten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 84 hin. Wenn die Ausgangssignale an (d) und (h) positiv sind, leitet der Analog-Schalter 82 das ermittelte Signal von dem Niederfrequenzverstärker zu dem zweiten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 86 hin.
Es dürfte ferner ersichtlich sein, daß aufgrund des Vorhandenseins der Ausgangssignale an den Ausgängen (c) und (g) des Zähler-Decoders 64 der Analog-Schalter 82 die ermittelten Empfangssignale zum ersten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 84 hin während der dritten 10-usec-Periode auf die Auslösung des jeweiligen Anfragebursts hinleitet. In entsprechender Weise werden aufgrund der Ausgangssignale an (d) und (h) die ermittelten Empfangssignale zu dem zweiten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 86 hin während der vierten 10-usec-Periode auf die Auslösung des jeweiligen Abfragebursts hin geleitet.
Somit tritt nach jedem Abfrageburst eine Verzögerzung von etwa 20 usec auf. Sodann werden die empfangenen und ermittelten Signale zu dem ersten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 84 während einer Dauer von etwa 10 usec hingeleitet, und danach werden die empfangenen und erfaßten Signale zu dem zweiten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 86 hingeleitet, und zwar ebenfalls während einer Dauer von etwa 10 usec. Wenn ein Resonanzkreis-Antwortelement 12 durch den Abfrageburst gespeist bzw. erregt worden ist, wird es aufgrund seines hohen Q-Wertes nach dem ersten 20-usec- Intervall weiterhin in Resonanz sein; die Amplitude der durch diese Resonanz hervorgerufenen Feldstörung wird jedoch mit einer bestimmten Rate abnehmen, die ebenfalls vom Q-Wert des betreffenden Elements abhängt. Somit wird während der dritten und vierten 10-usec-Zeitspannen auf den Abfrageburst folgend die Amplitude der ermittelten Signalspannung, die dem ersten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 84 zugeführt ist, größer sein als die Amplitude der ermittelten Signalspannung, welche dem zweiten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 86 zugeführt ist. Die in den Akkumulatoren oder Tiefpaßfiltern akkumulierten Signalspannungen werden in dem Spannungskomparator 88 verglichen; falls die Spannung im ersten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 84 jene im zweiten Akkumulator oder Tiefpaßfilter 86 um den Wert einer Referenzspannung übersteigt, die dem Referenzanschluß 90 des Komparators 88 zugeführt ist, wird der Spannungskomparator 60 ein Alarmauslöse-Ausgangssignal erzeugen.
Das Ausgangssignal des Spannungskomparators 88 kann eine Dauer von lediglich eines sehr kleinen Bruchteils einer Sekunde haben. Demgemäß wird dieses Ausgangssignal an die Alarmschaltung 92 abgegeben, in der das betreffende Signal über eine bestimmte Zeitspanne gestreckt wird, die davon abhängt, wie lang' einer wünscht, den Alarm ertönen zu lassen. Das Signal von der Alarmschaltung 92 her wird dann an den Alarmtreiber 94 abgegeben, in welchem es derart verstärkt wird, daß die Alarmeinrichtung 96 aktiviert werden kann.
Die in verschiedenen Komponenten des Empfängers 38 verwendeten Schaltungen sind nicht Teil dieser Erfindung, und sie werden hier nicht im einzelnen beschrieben. Geeignete Schaltungen für diese Komponenten sind indessen im einzelnen in der US-A-4 476 459 beschrieben.
Die Takteinrichtung 62, der Zähler-Decoder 64, die Impulsformungsschaltung 66, der Leistungsverstärker 68 und die Sendeantenne 32 schließen alle neue Merkmale der Erfindung ein, und diese Schaltungen sind im einzelnen in Fig. 8 veranschaulicht.
Die Takteinrichtung 62 ist ein 100-kHz-Sinuswellenoszillator. Sie besteht aus einem Paar von npn-Transistoren Q20 und Q21, deren Emitter über Widerstände R83 und R86 mit einem eine Spannung von -5 Volt führenden Anschluß verbunden sind. Eine Spule L3 ist zu in Reihe geschalteten Kondensatoren C47 und C48 parallelgeschaltet und parallel mit in Reihe geschalteten Widerständen R81 und R85 mit den Kollektoren der Transistoren Q20 und Q21 verbunden. Die Emitter und Basen der Transistoren Q20 und Q21 sind über die Reihenschaltung eines Kondensators C50 und eines Widerstands R87 bzw. über die Reihenschaltung eines Kondensators C46 und eines Widerstands R80 über Kreuz miteinander- verbunden. Die Basen der Transistoren Q20 und Q21 sind über Widerstände R82 bzw. R88 außerdem mit Erde bzw. Masse verbunden.
Das 100-kHz-Sinuswellen-Ausgangssignal wird vom Kollektor des Transistors Q21 abgenommen und einem Widerstand R49 in dem Zähler-Decoder 64 zugeführt. Der Zähler-Decoder umfaßt eine integrierte Schaltung U4, wie eine Schaltung von Motorola mit der Bezeichnung MC14022B.
Der Anschluß 14 dieser Schaltung ist mit dem Widerstand R49 verbunden. Der Anschluß 16 ist mit einem eine Spannung von +5 Volt führenden Anschluß verbunden, und außerdem ist er über einen Kondensator C55 mit Erde bzw. Masse verbunden. Der Anschluß 15 ist über in Reihe geschaltete Widerstände 91 und 92 mit Erde bzw. Masse verbunden, und die Anschlüsse 13 und 8 sind direkt mit Erde bzw. Masse verbunden. Die Signale (c), (d), (g) und (h) werden von den Anschlüssen 1, 4,3 bzw. 5 abgenommen und dem Analog-Schalter 82 zugeführt. Die Signale (a) und (e) werden von den Anschlüssen 7 bzw. 10 abgenommen. Diese Signale werden dem NOR-Glied 98 und außerdem der Impulsformungsschaltung 66 zugeführt.
Die Impulsformungsschaltung 66 umfaßt ein Paar von Puffer- Transistoren Q10 und Q11 vom npn-Leitfähigkeitstyp. Die Kollektoren dieser Transistoren sind mit einem +5 Volt führenden Anschluß verbunden, und außerdem sind sie über einen Kondensator C56 miteinander verbunden. Die Emitter der Transistoren Q10 und Q11 sind über einen gemeinsamen Widerstand R59 mit einem -5 Volt führenden Anschluß verbunden. Die Signale (a) und (e) von den Anschlüssen 7 bzw. 10 der integrierten Schaltung U4 des Zähler-Decoders 64 her werden den Basen der Puffer-Transistoren Q10 bzw. Q11 zugeführt. Die Ausgangssignale dieser Puffer-Transistoren werden von deren Emittern abgenommen und parallel gesonderten Differenzierschaltungen zugeführt, die aus einem Kondensator C34 und einem zugehörigen, damit in weihe geschalteten Widerstand R61 bzw. aus einem Kondensator C35 und einem zugehörigen, damit in Reihe geschalteten Widerstand R64 bestehen. Die Widerstände R61 und R64 sind mit Erde bzw. Masse verbunden, und die Verbindungspunkte zwischen diesen Widerständen und ihren zugehörigen Kondensatoren sind mit den Basisanschlüssen von weiteren npn-Transistoren Q12 bzw. Q13 verbunden. Die Emitter dieser Transistoren sind über einen gemeinsamen Widerstand R65 mit einem -5 Volt führenden Anschluß verbunden; die Kollektoren dieser Transistoren sind direkt mit einem +5 Volt führenden Anschluß verbunden.
Ausgangssignale der Impulsformungsschaltung 66 werden von den Emittern der Transistoren Q12 und Q13 abgenommen und parallel über zugehörige Widerstände R63 und R66 den Basen von npn-Transistoren Q14 bzw. Q15 in dem Leistungsverstärker 68 zugeführt. Die Emitter dieser Transistoren sind mit Erde bzw. Masse verbunden, und die Kollektoren der betreffenden Transistoren sind gemeinsam über eine Diode CR12 und einen damit in Reihe geschalteten Widerstand R67 mit einer +24 Volt abgebenden Spannungsquelle verbunden. Diese Spannungsquelle kann ungeregelt bzw. nicht stabilisiert sein. Um jegliche Spannungsschwankungen zu glätten, ist ein Kondensator C53 zwischen der Spannungsquelle und Erde bzw. Masse angeschlossen.
Die Ausgangssignale des Leistungsverstärkers 68 werden von einem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R67 und der Gleichrichterdiode CR12 abgenommen. Diese Ausgangssignale werden über einen Kondensator C52 dem einen Ende der Sendeantenne 32 zugeführt. Das andere Ende der Sendeantenne ist mit Erde bzw. Masse verbunden. Ein Kondensator C54 ist zwischen den beiden Enden der Antenne angeschlossen. Der Kondensator C54 und die Antenne 32 bilden zusammen einen Resonanzkreis.
Im Betrieb erzeugt die Takteinrichtung 62 am Emitter des Transistors Q21 eine Spannung, die sinusförmig mit 100 kHz variiert. Diese oszillierende Spannung wird über den Widerstand R49 dem Anschluß 14 des integrierten Schaltungselements U4 des Zähler-Decoders 64 zugeführt. Das Element U4 setzt die zugeführte sinusförmige Spannung in Impulse um, wie sie in Fig. 7 mit a-h veranschaulicht sind. Die Impulse a und e werden von den Anschlüssen 7 bzw. 10 der Schaltung U4 abgenommen und den Basen der Puffer-Transistoren Q10 bzw. Q11 der Impulsformungsschaltung 64 zugeführt. Die Impulse a und e werden dann in den Differenzierschaltungen C34-R61 bzw. C35-R64 differenziert und durch die Transistoren Q12 und Q13 verstärkt. Die Werte der Kondensatoren C34 und C35 (z. B. 100 pF) und der Widerstände R61 und R64 (z. B. 750 Ohm) führen zu einer RC-Zeitkonstanten von 0,075 usec, die wesentlich kürzer ist als eine Halbperiode bei der Frequenz von 3,25 MHz der Resonanz-Antwortelemente 12.
Der differenzierte Impuls wird in den Transistoren Q12 und Q13 verstärkt und den Basen der Transistoren Q14 und Q15 im Leistungsverstärker 68 zugeführt. Die Transistoren Q14 und Q15 dienen als Schalter. Normalerweise befinden diese sich in ihrem "AUS-" oder nichtleitenden Zustand, so daß ihre Kollektoren sowie die Verbindung zwischen der Diode CR12 und dem Widerstand R67 bei 24 Volt verbleibt. Dies liefert ein 24-V-Potential am Kondensator C52, der zwischen dem Verbindungspunkt und Erde bzw. Masse über die Antenne 32 und dem Kondensator C54 angeschlossen ist. Wenn indessen die Transistoren Q14 und Q15 während des 0,075-usec-Intervalls leitend gemacht sind, sinkt die Spannung am Verbindungspunkt zwischen der Diode CR12 und dem Widerstand R67 entsprechend ab, und infolgedessen gelangt ein plötzlicher Spannungsabfall über den Kondensator C52 und wird an die Antenne 32 angelegt. Der plötzliche Abfall und die anschließende Rückkehr des Potentials am Verbindungspunkt zwischen der Diode CR12 und dem Widerstand R67 ist durch die Kurve A in Fig. 9 veranschaulicht. Die Diode CR12 schützt die Transistoren Q14 und Q15 vor einem Rückwärtsstromfluß bei der Rückflanke des jeweiligen Impulses.
Die Sendeantenne 32 spricht auf diesen plötzlichen Spannungsabfall dadurch an, daß sich ein Antennenstrom aufbaut, wie dies bei (i) in Fig. 9(B) veranschaulicht ist.
Die Antenne 32 ist so gewählt, daß sie eine Induktivität von 2,8 mH aufweist, und der mit der Antenne verbundene Kondensator C54 ist so gewählt, daß er eine Kapazität von 820 pF aufweist. Infolgedessen bilden die Antenne 32 und der Kondensator C54 zusammen einen Resonanzkreis mit einem Eigenresonanzfrequenz von etwa 3,25 MHz.
Mit Rücksicht darauf, daß die von dem Leistungsverstärker 68 an die Antenne abgegebene scharfe Spannungsänderung weniger als eine halbe Periode bei der Frequenz von 3,25 MHz des Antennen-Resonanzkreises andauert, setzt der Antennen- Resonanzkreis seinen Resonanzzustand bei 3,25 MHz fort, nachdem die Leistungsverstärker-Transistoren Q14 und Q15 wieder in ihren nichtleitenden Zustand gebracht sind. Der Antennenkreisstrom ist durch die in Fig. 9B dargestellte abklingende Sinuswelle (ii) veranschaulicht. Die Hüllkurve dieser Sinuswelle ist durch die voll ausgezogene starke Linie (iii) in Fig. 9B veranschaulicht. Wie aus dieser Linie ersehen werden kann, wird die Amplitude des Antennenstroms auf einen anfänglich hohen Wert durch das Auftreten des Impulses von der Impulsformungsschaltung 66 her gebracht, und dann sinkt der Antennenstrom in einer exponentiellen Weise ab. Die Rate dieses Absinkens ist umgekehrt proportional dem Q-Wert des Antennen-Resonanzkreises, und dieser Q-Wert ist so gewählt, daß er einen solchen Wert hat, daß die Antenne bei einer merklichen Amplitude während etwa drei bis fünf Perioden in Resonanz ist. Vorzugsweise sollte die Antenne einen Q-Wert von etwa 10 aufweisen.
Der Effekt der in Resonanz befindlichen Antenne auf den Resonanzkreis im Antwortelement 12 ist in dem Signalverlauf C gemäß Fig. 9 veranschaulicht. Die Resonanz-Antwortschaltung weist einen wesentlich höheren Q-Wert auf als der Antennen-Resonanzkreis. So kann die Resonanz-Antwortschaltung beispielsweise einen Q-Wert von etwa 120 aufweisen. Infolgedessen erfährt die Resonanz-Antwortschaltung einen wesentlich schwächer ausgeprägten Abfall als der Resonanz-Antennenkreis, und sie setzt ihre Resonanz fort, um feststellbare elektromagnetische Felder zu erzeugen, nachdem der Antennenkreis aufgehört hat, in Resonanz zu sein.
Mit Rücksicht darauf, daß der Resonanzkreis in dem Antwortelement 12 einen hohen Q-Wert aufweist, erfordert er eine nennenswerte Aussetzung gegenüber elektromagnetischen Feldern bei der passenden Frequenz, um in einen Resonanzzustand mit hoher Amplitude gebracht zu werden. Dieses nennenswerte Aussetzen des Resonanz-Antennenkreises ist vorgesehen, wodurch dieser nicht nur für eine Periode, sondern über vielmehr drei bis fünf Perioden fortgesetzt in Resonanz ist. Wie aus Fig. 9C ersehen werden kann, wird die Amplitude des Stromes im Resonanzkreis des Antwortelementes 12 während der verschiedenen Perioden aufgebaut, während der der Antennenkreis in Resonanz ist.
Danach zeigt der Strom in dem Antwortelement einen exponentiellen Abfall. Aufgrund seines hohen Q-Wertes ist indessen dieser Abfall nicht so ausgeprägt wie im Falle des Antennen-Resonanzkreises.
Die voll ausgezogene Linie (ii) in Fig. 9C veranschaulicht die Hüllkurve der Stromwellen in dem Antwort-Resonanzkreis. Die gestrichelte Linie (iii) in Fig. 9C veranschaulicht die Hüllkurve der Stromwelle in der Resonanz-Antwortschaltung für den Fall, daß der Antennenkreis lediglich während einer Halbperiode arbeitet. Wie ersehen werden kann, hat die Resonanz-Antwortschaltung in einem solchen Fall keine Gelegenheit, eine nennenswerte Schwingungsamplitude aufzubauen, und liefert demgemäß trotz deren flachen Abfalls eine wesentlich niedrigere Amplitude als in dem Fall, daß sie mehreren Perioden der Antennenresonanz ausgesetzt ist.
Es dürfte einzusehen sein, daß kein Oszillator dazu benutzt wird, die Antenne gemäß der Erfindung anzusteuern. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die Erfindung von bisher bekannten Systemen, welche einen Resonanzantennenkreis in einen Oszillator einbeziehen. Die Antennenansteueranordnungen gemäß der Erfindung sind wesentlich einfacher und energieeffizienter als jene, die einen Oszillator einschließen. Zum anderen unterscheidet sich die Erfindung von bekannten Anordnungen, die einfach eine nichtresonante Antenne derart impulsweise ansteuern, insofern, als sie ein Signal mit einer Dauer von weniger als einer Periode der Frequenz der Resonanz-Antwortschaltung liefert. Wie oben erläutert, ermöglicht es die Erfindung, die Resonanz-Antwortschaltungen dem Abfragesignal während einer längeren Zeitspanne auszusetzen, so daß die Amplitude ihres Antwortsignals stark verbessert ist. Durch Erzeugung eines Abfragesignals in Form einer Sinuswelle bei oder sehr nahe der Resonanzfrequenz der Antwortschaltung ist die in dem Abfragesignal enthaltene Energie nahe der Antwortschaltungs- Resonanzfrequenz konzentriert, und ein wesentlich größerer Anteil der Energie des Abfragesignals wird zur Abfrage der Antwortschaltung herangezogen als in dem Fall, daß ein einzelner kurzer Impuls für die Abfrage benutzt wird.
Die folgenden Werte können beispielsweise für die verschiedenen Schaltungselemente in der Takteinrichtung 62, im Zähler-Decoder 64, in der Impulsformungsschaltung 66 und im Leistungsverstärker 68 verwendet werden: Takteinrichtung 62
* uF = Mikrofarad
L3 = 0,77 mH
Q20 = MPS 5172
Q21 = MPS 5172

Zähler-Decoder 64

C55 = 15 uF
R91 = 3,3k Ohm
R92 = 1k Ohm
U4 = MC 140022B (Motorola Semiconductor Products, 5505 East McDowell Road, Phoenix, Arizona 85008)

Impulsformungsschaltung 66

C34 = 100 pF R59 = 510 Ohm
C35 = 100 pF R61 = 750 Ohm
C56 = 15 uF R64 = 750 Ohm
R65 = 470 Ohm
Q10 = MPS 5172 Q12 = MPS 5172
Q11 = MPS 5172 Q13 = MPS 5172

Leistungsverstärker 68

C52 = 0,1 uF R63 = 10 Ohm
C53 = 0,1 uF R66 = 10 Ohm
R67 = 430 Ohm
CR12 = IN914
Q14 = 2N2219A
QIS = 2N2219A
Die Werte dieser Schaltungselemente können, wie dies einzusehen sein dürfte, selbstverständlich in Abhängigkeit von den verwendeten Frequenzen modifiziert werden.
Aus vorstehendem ergibt sich, daß ein neues, in sich geschlossenes Diebstahl-Erfassungssystem mit einer Abfrageschaltung geschaffen ist, die einfach und wirtschaftlich ist und die zugleich ein Maximum an Energie bereitstellt, um Antwortschaltungen in Resonanz zu steuern.

Claims

1. Elektronische Diebstahl-Erfassungseinrichtung zur Ermittlung der nichtautorisierten Bewegung geschützter Artikel (10) durch einen Durchgang,

mit einem Sender (36) für die Erzeugung von aufeinanderfolgenden Bursts elektromagnetischer Wellenenergie mit einer bestimmten Frequenz in dem betreffenden Durchgang, mit Antwortelementen (12), die so konstruiert und angeordnet sind, daß sie an Artikeln zu befestigen sind, welche durch den betreffenden Durchgang tragbar sind und welche elektrische Resonanz-Antwortschaltungen (22,24) enthalten, die so abgestimmt sind, daß sie bei der genannten bestimmten Frequenz in Resonanz sind,

mit einem Empfänger (38), der so positioniert und angeordnet ist, daß er auf die elektromagnetische Wellenenergie mit der bestimmten Frequenz anspricht, die in dem Durchgang in den Intervallen zwischen aufeinanderfolgenden Bursts von dem genannten Sender (36) her auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (36) einen Resonanz-Antennenkreis (32, C54) aufweist, der eine Schleife (32) aus elektrisch leitendem Material und einen mit der betreffenden Schleife (32) verbundenen Kondensator (C54) aufweist und der so abgestimmt ist, daß er mit der Schleife bei der betreffenden bestimmten Frequenz in Resonanz ist,

daß der Q-Wert des Resonanz-Antennenkreises (32, C54) wesentlich geringer ist als der Q-Wert der Resonanz-Antwortschaltungen (22,24)

und daß ein Impulsgenerator (62, 64, 66, 68) so angeschlossen ist, daß an den betreffenden Resonanz-Antennenkreis (32, C54) Spannungsimpulse mit einer Dauer von weniger als einer Periode der betreffenden bestimmten Frequenz angelegt werden, derart, daß der betreffende Resonanz-Antennenkreis (32, C54) in einer abklingenden Weise über eine Anzahl von Perioden der betreffenden bestimmten Frequenz in Resonanz ist.

2. Elektronische Diebstahl-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleife aus elektrisch leitendem Material des Resonanz-Antennenkreises (32, C54) des Senders ein steifes selbsttragendes Material ist und daß der Kondensator (C54) mit den Enden der Schleife verbunden ist.

3. Elektronische Diebstahl-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (62, 64, 66, 68) eine Einrichtung (62) für die Erzeugung einer Reihe von Taktimpulsen, eine Differenzierschaltung (66) für die Erzeugung von scharfen Spannungs-Nadelimpulsen aus den betreffenden Taktimpulsen und einen Verstärker (68) umfaßt für die Verstärkung der betreffenden scharfen Spannungs-Nadelimpulse und für deren Abgabe als Spannungsimpulse an den Resonanz-Antennenkreis des Senders.

4. Elektronische Diebstahl-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verstärkten Spannungs-Nadelimpulse eine Dauer aufweisen, die geringer ist als eine halbe Periode der betreffenden bestimmten Frequenz.

5. Elektronische Diebstahl-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Verstärker (68) einen elektrischen Schalter (Q14, Q15) umfaßt, der in Reihe mit einem Widerstand (R67) zwischen einer Spannungsquelle (24V) und Erde bzw. Masse geschaltet ist, und daß ein Ende des Resonanz-Antennenkreises des Senders mit einem Verbindungspunkt zwischen dem betreffenden Schalter und dem genannten Widerstand verbunden ist.

6. Elektronische Diebstahl-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Kondensator (C52) zwischen dem genannten Verbindungspunkt und dem Resonanz-Antennenkreis des genannten Senders eingefügt ist.